한국과학기술연구원(KIST) 나노포토닉스연구센터 고형덕·권석준 박사팀은 이 같은 '플라즈모닉 나노구조체'를 개발했다고 17일 밝혔다.낮은 에너지의 적외선 광자를 높은 에너지의 가시광선 광자로 변환하는 '상향변환' 발광은 태양전지와 광검지기, 바이오 이미징 등 다양한 분야에 응용될 것으로 전망되지만, 아직 변환효율이 매우 낮아 활용에 제한이 있는 상황이다.
연구팀은 금속 표면에서 자유전자가 집단으로 진동해 전자기파를 생성하는 나노 구조체인 플라즈모닉 금속 나노구조체를 이용해 기존 상향변환 강도를 최대 1300배 이상 증폭할 수 있다는 사실을 확인했다. 또 이를 이용해 광 신호를 전기 신호로 변환해 신호를 검출하는 근적외선 광검지기도 개발했다. 특히 이 기술은 반도체 공정 없이도 상대적으로 낮은 비용으로 대면적 필름을 제작할 수 있어 다양한 분야에 응용할 수 있을 것으로 연구팀은 기대했다.
고형덕 박사는"매우 간단한 공정으로 근적외선 변환효율을 극대화했다는 점에서 의미가 있다"며 "안개나 미세먼지 등으로 시야가 좋지 않아도 뚜렷한 사물 관찰이 가능한 카메라 이미지 센서나 3차원 위치 분석 이미징 센서 등에 적용할 수 있고, 태양전지의 효율 향상에도 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.이 연구결과는 재료공학 분야 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼스'에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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